TiO2

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 4200(2023) 이 기사 인용

953 액세스

측정항목 세부정보

TiO2-Ag 도핑된 나노미립자(TiO2-Ag-NP) 접착성 광촉매 필름을 사용하여 실내 미생물 입자의 부담을 줄이는 능력을 평가했습니다. 사용하기 쉬운 광촉매 접착 필름을 적용하여 실내 생활 공간을 미생물 오염으로부터 정화하는 것은 광촉매 장치 분야의 참신함을 나타냅니다. 일반적으로 매일 근무 시간에 과밀한 공간(≥ 3명)과 실내 미기후 모니터링을 통해 선택된 공간에서 광촉매 작용을 통해 감소가 달성되었습니다. TiO2-Ag 도핑된 나노미립자(TiO2-Ag-NP) 접착형 광촉매 필름은 학교와 직장을 포함한 5가지 유형의 생활 공간에 적용되었습니다. 미생물 오염은 상대 광 단위(RLU) 발광 측정법 및 미생물 간접 평가(입방 미터당 콜로니 형성 단위, CFU/ m3). TiO2-Ag-NP 광촉매는 RLU 및 CFU/m3를 70%보다 높은 비율로 감소시켜 RLU 20 이하, 미생물 존재 35 CFU/m3 이하로 만들었습니다. 설명된 TiO2-Ag-NP는 100m2의 표준화된 테스트 룸에서 개방된 일광에서 60분 이내에 미생물 오염을 가장 낮은 RLU 임계값(≤ 20)으로 줄일 수 있습니다. RLU와 CFU/m3 사이의 상관관계는 양의 상관관계(r = 0.5545, p < 0.05)를 나타내어 TiO2-Ag-NP 접착 필름에 의한 실내 공간의 미생물 감소가 실제로 있었던 것으로 평가됩니다. 티타니아 광촉매는 저렴하고 실행 가능하며 간단한 접근 방식으로 실내 미기후 환경에서 공기 정화 및 위생 처리를 보장하는 유망한 도구입니다. 이 접근 방식은 TiO2-Ag-NP 접착 필름을 벽에 부착하기만 하면 실내 공간의 미생물 오염을 줄일 수 있는 다루기 쉽고 비용 효율적이며 실행 가능하고 효과적인 접근 방식을 나타냅니다.

화학적 오염물질이나 미생물 오염을 제거하기 위한 광산화 촉매로서 Ag 나노입자 박막(TiO2-Ag-NP)과 함께 이산화티타늄을 사용하는 것은 수십 년 전으로 거슬러 올라갑니다. 이 접근법은 비용 효율성, 가장 높은 산화로 평가되었습니다. 실온에서의 속도, 높은 덕트 속도 및 낮은 압력 강하 허용 오차1,2,3,4,5,6.

스핀 코팅7, 전자빔 증발, 화학 기상 증착8 또는 마그네트론 스퍼터링9과 같은 다양한 종류의 박막 기술은 은(Ag)과 결합 및/또는 복합화된 TiO2 원소(100nm)로 구성된 박막을 구축할 수 있습니다. 도핑10,11, 이종접합 형성12, 금속 이온 주입 또는 기타13 등 다양한 방법을 통해 나노입자(보통 10nm 이하, 범위 1~100nm)를 생성합니다. TiO2 구성요소는 에너지 갭(EG) = 3–3.3 eV를 갖는 반도체로 작동하지만, 이 값은 티타니아의 다양한 동소체 형태에 따라 달라집니다. TiO2가 EG보다 큰 에너지 양의 광자(즉, 파장 λ ≤ 390 nm에 해당)로 조사되면 전자는 이러한 에너지 격차를 극복할 수 있고 원자가 대역에서 전하 대역으로 승격될 수 있습니다. 전도. 원자가 갭은 광촉매의 얇은 필름에 흡수된 물 분자와 반응하여 박테리아 세포에 큰 손상을 줄 수 있는 하이드록실 라디칼(·OH-)과 같은 일부 산소 유래 라디칼을 형성할 수 있습니다. 또는 흡착된 유기 화합물에 직접적으로 영향을 미칩니다. 그런 다음 접착 지지체의 광촉매 필름은 산소 반응성 종(ROS)을 과산화수소로 변환할 수 있으며, 이는 Ag가 박테리아 살상을 향상시키는 데 사용됩니다.

현재까지 TiO2-Ag-NP가 실내 미생물 오염을 줄이고 미생물 오염을 방지하는 능력에 대한 인식이 높아지면서 TiO2-Ag 나노기술을 사용하는 장치의 광범위한 적용이 공공 실내 공간과 가정 시설 모두에서 빠르게 증가하고 있습니다. 자유로운 환경17,18,19. 새로 특허받은 TiO2-Ag-NP 광촉매 필름19,20은 공기 중 미생물 오염을 미세하게 제거하기 위해 벽이나 창문에 쉽게 적용할 수 있으며 상대적으로 저렴한 비용과 용이한 사용으로 대중의 관심을 끌고 있습니다. TiO2 매개 광촉매를 처리하고 독성이 낮습니다. 우리는 최근 이러한 취급하기 쉬운 광촉매 장치(얇은 접착 필름)가 일반적으로 학생, 학생 또는 고객으로 과밀한 공공 차량의 실내 공간에서 미생물 오염 물질을 떨어뜨릴 수 있음을 입증했습니다20. 이 연구는 실내 생활 공간에 대한 우리 연구에 대한 추가 평가를 나타냅니다.